Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của lò hơi. Việc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ ở các bộ phận khác nhau của lò hơi như buồng đốt, bộ quá nhiệt, bộ tiết kiệm nhiệt… giúp tối ưu hóa quá trình cháy, giảm tổn thất nhiệt, tiết kiệm nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Bài viết sau của Kim Thiên Phú sẽ phân tích sâu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả lò hơi và đưa ra các giải pháp tối ưu.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả lò hơi
Bạn có biết rằng, chỉ cần nhiệt độ khói lò tăng 22°C thôi là đã làm tổn thất 1% hiệu suất lò hơi rồi không? Cùng chúng tôi tìm hiểu tác động của nhiệt độ khói lò, hơi bão hòa, hơi quá nhiệt, nước cấp đến khả năng trao đổi nhiệt, tiêu hao nhiên liệu và tuổi thọ thiết bị qua nội dung sau:
Nhiệt độ khói lò
Nhiệt độ khói lò là một chỉ số quan trọng phản ánh hiệu quả thu hồi nhiệt của lò hơi. Nhiệt độ khói lò càng cao chứng tỏ lò hơi đang thất thoát một lượng nhiệt lớn, làm giảm hiệu suất và tăng tiêu hao nhiên liệu. Thiết bị đo mức lò hơi được sử dụng để theo dõi và kiểm soát mức nước trong lò hơi, đảm bảo lò hơi hoạt động trong phạm vi nhiệt độ an toàn.
Nguyên nhân chính dẫn đến nhiệt độ khói lò cao là:
- Lượng không khí thừa lớn làm tăng thể tích và nhiệt độ khói lò
- Bề mặt trao đổi nhiệt bị bám bẩn bởi muội than, tro xỉ làm giảm khả năng truyền nhiệt
- Cháy không hoàn toàn do chất lượng nhiên liệu kém, tỷ lệ nhiên liệu/không khí chưa tối ưu
Để hạn chế tổn thất qua khói lò, cần áp dụng các biện pháp như:
- Lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt khói lò như economizer, air preheater
- Tối ưu tỷ lệ nhiên liệu/không khí, giảm lượng không khí thừa
- Vệ sinh định kỳ bề mặt trao đổi nhiệt để loại bỏ cặn bẩn
- Nâng cao chất lượng nhiên liệu, gia nhiệt không khí
Tác động của nhiệt độ hơi quá nhiệt
Hơi quá nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nhiệt cho các thiết bị công nghệ và phát điện. Nhiệt độ hơi quá nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất truyền nhiệt, chất lượng hơi và độ bền của vật liệu chịu nhiệt.
Các yếu tố chính gây ra sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt gồm:
- Dao động phụ tải và áp suất hơi làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt
- Nhiệt độ nước cấp tăng làm tăng nhiệt độ khói lò và hơi quá nhiệt
- Chất lượng nhiên liệu và tỷ lệ không khí thừa ảnh hưởng đến nhiệt độ hơi
- Cháy lại trong bộ quá nhiệt do phân bố nhiên liệu, không khí không đều
Để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, các phương pháp chính là:
- Sử dụng bộ phun nước giảm nhiệt để hạ nhiệt độ hơi
- Điều chỉnh lưu lượng nước làm mát, hơi phun
- Tối ưu phân bố nhiên liệu, không khí
- Cải tiến cấu trúc bộ quá nhiệt
Ảnh hưởng của nhiệt độ khói lò đến hiệu suất lò hơi
| Nhiệt độ khói lò (°C) | Tổn thất nhiệt (%) | Hiệu suất lò hơi (%) |
|---|---|---|
| 120 | 6,0 | 94,0 |
| 140 | 7,0 | 93,0 |
| 160 | 8,0 | 92,0 |
| 180 | 9,0 | 91,0 |
| 200 | 10,0 | 90,0 |
Ảnh hưởng của nhiệt độ nước cấp
Nhiệt độ nước cấp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất lò hơi và tiết kiệm nhiên liệu. Nước cấp có nhiệt độ càng cao giúp giảm nhiệt độ khói lò, tăng hiệu suất thu hồi nhiệt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ nước cấp bao gồm:
- Thiết kế hệ thống nước cấp như bộ khử khí, bình ngưng, bơm cấp.
- Điều kiện môi trường như nhiệt độ nước, không khí
- Tỷ lệ ngưng hồi và bổ sung
Để tối ưu nhiệt độ nước cấp, cần áp dụng các giải pháp như:
- Lắp đặt bộ tiết kiệm nhiệt để gia nhiệt nước cấp bằng nhiệt khói lò
- Tận dụng nhiệt từ hơi flash, nước ngưng
- Cách nhiệt đường ống hơi, nước tốt để giảm tổn thất
- Tăng tỷ lệ ngưng hồi, giảm nước bổ sung.
Ảnh hưởng của nhiệt độ nước cấp đến tiêu thụ nhiên liệu
| Nhiệt độ nước cấp (°C) | Tiết kiệm nhiên liệu (%) |
|---|---|
| 30 | 0,0 |
| 40 | 1,0 |
| 50 | 2,0 |
| 60 | 3,0 |
| 70 | 4,0 |
| 80 | 5,0 |
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi công nghiệp
Ngoài nhiệt độ, hiệu suất lò hơi còn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như:
- Chất lượng nhiên liệu: Nhiên liệu có độ ẩm cao, nhiệt trị thấp làm giảm hiệu suất cháy.
- Tỷ lệ không khí thừa: Cần kiểm soát ở mức tối ưu để đảm bảo cháy hoàn toàn và giảm tổn thất nhiệt.
- Tổn thất qua bề mặt, bức xạ: Bảo ôn tốt để hạn chế tổn thất nhiệt ra môi trường
- Chất lượng nước cấp: Kiểm soát các chỉ số như pH, độ cứng, hàm lượng oxy hòa tan, sắt, silic… để tránh đóng cặn, ăn mòn
- Cặn bẩn, muội than bám trên bề mặt trao đổi nhiệt: Vệ sinh định kỳ để loại bỏ cặn bẩn, tăng hiệu suất truyền nhiệt
Một số giải pháp tối ưu hóa hiệu suất lò hơi
Để nâng cao hiệu suất và kéo dài tuổi thọ lò hơi, cần áp dụng đồng bộ các giải pháp sau:
- Kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ ở các vị trí quan trọng như buồng đốt, khói lò, hơi quá nhiệt, nước cấp bằng hệ thống điều khiển tự động
- Lắp đặt các thiết bị thu hồi nhiệt như economizer, air preheater để tận dụng nhiệt thải, gia nhiệt nước cấp và không khí cấp
- Tối ưu quá trình cháy bằng cách điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu/không khí, cải tiến hệ thống cấp liệu, thay thế vòi đốt
- Xử lý nước cấp đạt tiêu chuẩn, kiểm soát chất lượng nước liên tục để hạn chế cặn bám, ăn mòn
- Bảo ôn, cách nhiệt tốt bề mặt lò hơi, đường ống hơi nước để giảm tổn thất nhiệt ra môi trường
- Vệ sinh định kỳ bề mặt trao đổi nhiệt, ống khói để loại bỏ muội than, cặn bẩn
- Áp dụng hệ thống quản lý năng lượng, giám sát liên tục hiệu suất để phát hiện sớm sự cố, tổn thất và có biện pháp xử lý kịp thời
Gợi ý danh sách các thiết bị thu hồi nhiệt thải phổ biến:
- Economizer (bộ tiết kiệm nhiệt)
- Air preheater (bộ gia nhiệt không khí)
- Condensing economizer (bộ tiết kiệm nhiệt ngưng tụ)
- Heat pipe economizer (bộ tiết kiệm nhiệt ống nhiệt)
- Plate heat exchanger (trao đổi nhiệt tấm)
Các câu hỏi thường gặp
Việc kiểm soát tối ưu nhiệt độ ở các vị trí quan trọng như buồng đốt, khói lò, hơi quá nhiệt, nước cấp giúp giảm thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả lò hơi. Kim Thiên Phú khuyên bạn nên áp dụng hệ thống quản lý năng lượng và giám sát liên tục để duy trì lò hơi vận hành ổn định, an toàn và hiệu quả cao.